Tesis Tasarımı Ders Notu

1. Cevher Hazırlama Tesislerinin
Tasarımı
CHZ 432
Prof.Dr. Ali Güney
İTÜ Maden Fakültesi
Cevher Hazırlama Müh. Bölümü

2. FLOTASYON TESİSLERİNİN
TASARIMI

3. KONVANSİYONEL
FLOTASYON
SİSTEMLERİ

17. Kıvam Tankı
Boyutlandırması

18. Flotasyona beslenecek pülpün gerekli zaman süresince kimyasal
maddelerle karışmasını temin eden tanklara(conditioner) kıvam tankı
adı verilmektedir. Kıvam tankı, merkezinde bir pervane bulunan pülp
giriş ve çıkışını temin eden boruları içeren, kaplamalı saçtan veya
paslanmaz çelikten imal edilmiş silindir şekilli tanklardır.
Kıvam Tankı Hacminin Hesaplanması
Pülpün Katı Oranı(PKO) : ρk
Pülpün Özgül Ağırlığı : dp
1 cm3 pülp içindeki katı madde ağırlığı : 1* dp*ρk
Katı madde özgül ağırlığı : dk
1 cm3 pülp içindeki katı madde hacmi : dp*ρk/ dk
Pülp hacmi, su hacmi + katı hacmi toplamına eşit olduğuna göre;
1 cm3 pülp içindeki suyun hacmi : 1-( dp*ρk / dk )dır.

19. Pülp ağırlığı, katı ve su ağırlığına eşit olduğuna göre 1 cm3 pülp için ;
1* dp = dp*ρk + 1-( dp*ρk / dk ) dir.
Buradan Pülpün özgül ağırlığı;
bulunur.
Tesisin günlük kapasitesi :F(ton/gün)
Karıştırma süresi :t(dak) ise,
Tankta kalacak pülp ağırlığı: Wt
Karıştırma Tankı Hacmi : Vt
olarak bulunur.
Böylece laboratuar çalışmaları sonucunda elde edilen kıvam zamanına ve pülp
yoğunluğu ile günlük kapasiteya bağlı olarak gerekli kıvam tankı hacmi
hesaplanmaktadır. Kıvam tanklarının çapları ile yükseklikleri birbirlerine eşit olmaktadır.
Tesislerde 4 m çap ve yüksekliğe sahip tanklar kullanılabilmektedir. Kıvam süresi çok
fazla ise tek tank yerine seri çalışan birkaç tank kullanılması tercih edilebilir.
 
k
k
k
k
p
d
d
d

 


1
k
t
t
F
W

*
60
*
24
*

p
t
t
d
W
V 

20. Reaktiflerin Depolanması, Hazırlanması ve Beslenmesi
Reaktiflerin depolanmasında ve hazırlanmasında gerekli güvenlik
önlemlerine uygun davranılması gerekmektedir. Reaktiflerin
prospektüslerinde verilen depolama ve hazırlanma koşullarına aynen
uyulmalıdır.
Kuru beslenen reaktifler için band, vibrör veya diskli besleyiciler kullanılır.
Bu cihazların hız ve besleme ağzı genişlikleri ayarlanarak miktar
ayarlamaları yapılmaktadır.
Çözelti halinde beslemelerde ise, önce paslanmaz çelik tanklarda su ile
karıştırılarak çözelti haline getirilir. Daha sonra % 5-10’luk çözeltiler
halinde besleme yapılır. Suda erimeyen reaktifler ise, doğrudan veya
emülsiyon halinde verilir.
Beslemeler fincanlı besleyiciler veya peristaltik pompalar ile selülleere
veya kıvam tankına yapılmaktadır.

21. Fincalı Besleyiciler

22. Flotasyon Makinaları
Flotasyon makinalarının aşağıdaki görevleri yerine getirmeleri beklenmektedir.
1. Katıların çökmesine meydan vermemeli ve hava ile karışmasını
sağlamalıdır.
2. Köpük ürün alındıktan sonra, artık malzeme kolaylıkla hücreden
çıkabilmelidir.
3. Pülp girişi ile çıkışı arasında kısa devre olmammalıdır.
4. Pülp içinde uygun büyüklükte iyi dağılmış kabarcık olmalı ve bu
kabarcıklar ile uygun miktarda köpük sütunu sağlanmalıdır.
5. Yüklü köpükler için sakin bir zon bulunmalıdır. Bu zonda köpüğe
yapışan gang malzemeleri rahatlıkla ayrılıp artığa geçmelidir.
6. Köpük ve artık kısım ayrı kanallara alınmalıdır.
7. Pülp seviyesi ve köpük sütunu kontrol edilebilmelidir.
8. Duruş vekalkışlarda sorun olmamalı, çöken kısımlar sistemde tıkanma
ve sıkışmalara yol açmamalıdır.
9. Hava girişi çok iri kabarçıkların oluşmasına olanak vermemelidir.
10.Bakımı kolay olmalıdır.
11.Sistem çeşitli ayarlamaların yapılmasına olanak vermelidir.

23. En fazla kullanılan flotasyon makinaları şunlardır;
 Kendi kendine havalandırmalı mekanik
hücreler(Agitation)
 Hava üflemeli mekanik karıştırmalı hücreler
(Sub aeration)
 Hava üflemeli, hava karıştırmalı
hücreler(Pnömatik)

24. Flotasyon Devreleri
Temizlemeli Tek Ürünlü Devre

25. Süpürmeli Tek Ürünlü Devre

26. Temizleme ve Süpürmeli Tek Ürünlü Devre

27. Flotasyon Hücre Boyutlandırması
Burada;
Vf: Gerekli Olan Toplam Flotasyon Hücre Hacmi, m3
Q: Flotasyona Beslenen Pülp Miktarı, m3/saat
Tr: Flotasyon Zamanı(Retention), dak
S: Boyut Büyütme(Scale up) Faktörü
Endüstriyel veya Pilot Tesis veriler sözkonusu ise, S=1.0
Laboratuar veriler sözkonusu ise, S=1.6-2.6 arasında seçilir.
Ca: Havalandırma Faktörü(Pülp içinde kalan hava dikkate alınır) Ca: 0,85
alınır.
a
r
f
C
S
T
Q
V
*
60
*
*


28. Flotasyon Hücre Sayısı ve Büyüklüğünün Saptanması
Flotasyon Pülpünün Katı Oranı(PKO) : ρk
Flotasyon Pülpünün Özgül Ağırlığı : dp
Flotasyon Pülpünündeki Katı Madde Özgül Ağırlığı : dk
Buradan Pülpün özgül ağırlığı;
bulunur.
Tesisin günlük kapasitesi(katı) :F(ton/gün)
Flotasyon Süresi :t(dak) ise,
Flotasyona Girecek Pülp Ağırlığı : Wt
Flotasyon Toplam Hücre Hacmi : Vt
olarak bulunur. Bu değerin, Havalandırma Faktörü Ca: 0,85 bölünmesi ve S Boyut
Büyütme(Scale up) Faktörü değeri ile de çarpılması gerekir.
 
k
k
k
k
p
d
d
d

 


1
k
t
t
F
W

*
60
*
24
*

p
t
t
d
W
V 

30. FLOTASYON MAKİNALARI
Konvansiyonel Flotasyon Makinaları
Aygıt Modeli
Deşarj
Kutusu
(mm)
Köpük
Oluğu(mm)
AS0,03 76,1 76,1
AS0,08 88,9 101,6
AS0,21 101,6 139,7
AS0,6 139,7 193,7
AS01,4 219,1 193,7
AS2 219,1 193,7
AS2,8 219,1 193,7
AS3,3 219,1 219,1
AS4,5 219,1 219,1
AS6 273 219,1
AS7,5 273 219,1
AS9 2x273 273
AS11 2x273 273
AS14 2x273 323,9
Standart oluk eğimi 120
dir.

31. Aygıt
Modeli
Ünitedeki
Hücre
Sayısı
Hücre Hacmi Kurulu Güç-kW
Hücre Havalandırılması
Hacim Basınç
m3 Ft3
Tek
Hücreden
Tahrik
İki
Hücreden
Tahrik
m3/dak Ft3/dak kPa PSI
AS0,03 2-6 0,03 1,1 1,1 0,05 1,8 5 0,7
AS0,08 2-6 0,08 2,7 1,5 0,15 5,3 7 1
AS0,21 2-6 0,21 7,4 2,2 0,25 9 9 1,3
AS0,6 1-6 0,6 21 3 5,5 0,75 26 12 1,8
AS01,4 1-6 1,4 48 5,5 11 1,25 44 14 2,1
AS2 1-6 2 70 5,5 11 1,25 44 22 3,2
AS2,8 1-6 2,8 100 5,5 11 1,25 44 22 3,2
AS3,3 1-6 3,3 116 11 2,5 88 17 2,5
AS4,5 1-6 4,5 158 11 2,5 88 24 3,5
AS6 1-5 6 211 18,5 5 180 20 3
AS7,5 1-5 7,5 264 8,5 5 180 26 3,8
AS9 1-4 9 317 22-30 9 320 23 3,4
AS11 1-4 11 388 22-30 9 320 30 4,4
AS14 1-4 16 495 30 9 320 30 4,4
AS16 1-4 16 565 30 9 320 30 4,4
Kovansiyonel Flotasyon Makinalarının Özellikleri

32. Aygıt Modeli A B C min E1 F G H J K L M
Ağırlık
Kg
AS0,03 220 205 150 85 614 306 363 513 890 1350 636 232 195
AS0,08 260 205 185 85 858 428 456 656 1080 1670 727 177 275
AS0,21 350 305 225 150 1242 621 605 805 1390 2120 979 195 640
Boyutlar mm dir.
Kovansiyonel(Klasik)
Flotasyon Makinaları
Teknik Verileri

33. Aygıt Modeli A B C Dmin E1 F G H J K L
Ağırlık
Kg
AS0,06 350 505 405 150 878 882 773 1076 1760 2760 1164 600
AS1,4 450 505 505 200 1233 1237 870 1256 2125 3310 1619 1050
AS2 450 505 505 200 1233 1237 1320 1705 2575 4230 1619 1200
AS2,8 450 505 505 200 1233 1715 1320 1705 2575 4320 1619 1450
Boyutlar mm dir.
Flotasyon
Makinaları Teknik
Verileri ve Boyutlar

34. Aygıt Modeli A B C Dmin E1 F G H J K L1 L2
Ağırlık
Kg
AS0,03 600 605 605 200 1747 1742 1060 1467 2310 3700 2175 2608 2100
AS4,5 600 605 605 200 1747 1742 1510 1917 2850 4660 2175 2608 2450
AS6 600 605 605 300 2137 2132 1280 1705 2760 4300 2996 3150
AS7,5 600 605 605 300 2137 2132 1625 2050 3100 4920 2996 3300
AS9 600 605 605 300 2467 2462 1441 1866 3150 4850 3426 4100
AS11 600 605 605 300 2467 2462 1791 2216 3500 5470 3426 4300
AS14 600 605 605 300 2817 2812 1791 2216 3500 5470 3876 4800
AS16 600 605 605 300 3008 3112 1930 2360 3775 5915 3600 4900
Boyutlar mm dir.
Flotasyon Makinaları
Teknik Verileri ve
Boyutlar

38. Dorr-Oliver Flotasyon Sistemi Boyutları

39. Dorr-Oliver Flotasyon Sistemi Teknik Verileri

40. Dorr-Oliver Flotasyon Sistemi Teknik Verileri

41. Dorr-Oliver Flotasyon Sistemi Teknik Verileri

42. METSO
Flotation Machines RCSTM

43. METSO Flotation Machines RCSTM

44. METSO Flotation Machines RCSTM

45. DR Flotation Machine

47. WEMCO SMARTCELL
FLOTASYON HÜCRESİ
Wemco 1+1
mekanizmasının kullanıldığı
Smartcell Flotasyon
Hücresi, uygun hava akışı
ile iyi bir aerasyon
sağlanmakta, basit
instalasyon ve düşük ilk
yatırım masrafları, düşük
enerji tüketimi ve daha az
ton başına masraf
bakımından cevher
hazırlama sektöründe
kendine kullanım alanı
bulmaktadır
Tek bir hücrenin hacmi 100
m3’e kadar çıkabilmektedir.

49. Smartcell Flotasyon Hücresi ve Özellikleri

50. Smartcell Flotasyon Bataryası

51. Wemco Hücre Boyutları

52. Wemco Hücreleri Teknik Verileri

53. Açıklık
A B C D E F G H J K
18 1 12" 12 3/8" 4 7/8" 7/16" Çap 3 3/16" 1 1/8" 10" 13 3/16" 1'-6 5/8" 3'-2 13/16"
28 3 18" 18 3/8" 9 1/2" 9/16" Çap 3 3/16" 1 7/16" 12" 15 3/16" 2'-0 11/16" 5'-0"
36 11 3'-0" 3'-0 3/8" 2'-3 7/8" 1 3/4"x3/4" 4 3/16" 1 3/8" 16" 20 3/16" 2'-7 13/16" 6'-11 1/2"
44 21 3'-0" 3'-8 3/8" 2'-11 7/8" 1 3/4"x3/4" 6 3/16" 1 3/8" 20" 2'-2 3/16" 3'-3 1/16" 8'-0 7/8"
56 40 4'-8" 4'-8 1/2" 4'-0" 1 3/4"x3/4" 6 1/4" 1 1/2" 2'-0" 2'-6 1/4" 3'-8 1/4" 9'-4"
66 61 5'-6" 5'-6 1/2" 4'-10" 1 3/4"x3/4" 6 1/4" 1 1/2" 2'-3" 2'-9 1/4" 3'-10 3/4" 9'-6 3/4"
66D 100 5'-0" 5'-0 1/2" 4'-4" 1 3/4"x3/4" 6 1/4" 1 7/8" 3'-11" 4'-5 1/4" 5'-6 3/4" 11'-2 3/4"
84 150 5'-3" 5'-3 3/8" 2'-3 1/2" 2"x1" 8 1/4" 1 7/8" 4'-5" 5'-1 1/4" 6'-6 1/4" 11'-10 3/8"
120 300 7'-6" 7'-6 3/4" 3'-5" 2"x1" 8 3/8" 1 7/8" 4'-5" 5'-1 3/8" 6'-9 1/8" 14'-9 7/8"
144 500 9'-0" 9'-0 3/2" 3'-7" 2"x1" 12" 2" 5'-3" 6'-3" 7'-11" 16'-2 3/8"
164 1000 9'-11 1/8" 9'-11 2/8" 3'-0" 2"x1" 6 3/8" 4 1/2" 7'-8 5/8" 8'-3" 10'-1" 20'-10 7/8"
190 1500 11'-8 1/4" 11'-9" 3'-6" 2"x1" 6 3/8" 4 1/2" 8'-8 5/8" 9'-3" 11'-3 1/4" 22'-11 1/2"
Uzunluk Derinlik
Hücre
Hacmi
(FT3
)
Model
Wemco Hücreleri Teknik Verileri

54. Wemco Hücreleri Teknik Verileri

55. Wemco Hücreleri Teknik Verileri

60. PROJE 8
Teslim Tarihi: 25.5.2021 Saat:14:30
Siklon üst akımından % 30 katı oranında alınan pülp, flotasyon devresine
beslenmeden önce, aşağıda verilen reaktiflerle kıvamlandırılmaktadır. Kıvam
sonrası, 10 dakika süre ile kaba flotasyona tabi tutulmakta, girenin % 40’ı
oranındaki elde edilen kaba konsantre ise 5 er dakikalık 2 kademeli temizleme
işlemine tabi tutulmaktadır.
a) Kıvam ve flotasyon devrelerini boyutlandırınız?
b) Boyutlandırdığınız flotasyon tesisinin Plan ve Önden görünüşünü ölçeksiz
olarak çiziniz?
Verilenler:
Katı Spesik Gravitesi: 2,3 gr/cm3
Flotasyon devresine beslenen katı miktarı: 60 ton/saat
Son temizleme devresine beslenen, girenin % 15’i dir.
Flotasyon devresi PKO: %20
pH Düzenleyici: 10 dak
Kollektör: 5 dak
Köpürtücü: Hücreye
Temizleme hücreleri PKO %20 alınacak

61. FLOTASYON TESİSLERİNİN
TASARIMI

62. KOLON
FLOTASYONU

63. Kolon Flotasyonu
Kolon flotasyonunun ilk patenti 1960’lı yıllarda Boutin ve Tremblay tarafından alınmıştır.
İlk deneysel çalışmalar ise Wheeler(1960) ve Boutin (1967) tarafından yapılmıştır.
Günümüzde çeşitli isimler altında çeşitli tip kolonlar mevcuttur. Bunlar; Kanada Kolonu,
Leeds Kolonu(Dell ve Jenkins, 1976), Packed Kolon (Yang, 1988), Flotair
Kolonu(Zipperian ve Sevenson, 1988) Hydrocom Kolon (Schneirder, 1988) dir. Bu
kolonlar arasında en çok kullanılanı Kanada Kolonu’dur. Bir çok tesiste başarı ile
kullanılmaktadır.
Kolon flotasyonunu, klasik flotasyondan ayıran en önemli özellik, şeklinin yanı sıra
mekanik karıştırma içermemesi ayrıca kabarcık üretim sistemin olması ve yıkama suyu
uygulaması olmasıdır.
Kabarcık üretimi kolonun alt kısmındaki poröz malzeme arasından(sparger) hava
geçirilmek suretiyle yapılabildiği gibi(internal sparger), kolonun dışında ayrı bir ünitede
hava-pülp veya hava-su kontağı sağlanarak da yapılabilmektedir (external sparger).
Endüstride kullanılan flotasyon kolonları 7-15 m yüksekliğinde 1-3 m çapındadırlar .
Kolon flotasyonuna pülp beslemesi, kolon yüksekliğinin tabandan itibaren 2/3’ü kadar
yüksekten yapılmaktadır. Pülp bu besleme noktasından aşağıya doğru hareket ederken,
alttan gelen kabarcıklar, yukarıya doğru hareket etmektedir. Kabarcık ile taneciklerin ilk
karşılaştığı ve hidrofobik taneciklerin kabarcığa yapıştığı bu zona, Toplama Zonu adı
verilmektedir. Pülp besleme noktasının üstünde kalan ve yıkama suyu verilmek suretiyle
daha selektif bir konsantrenin elde edildiği zona ise Temizleme Zonu denilmektedir.

64. Yıkama suyu, seçimli bir konsantre üretimi için önemli etkendir. Mekanik
karıştırmalı klasik flotasyon sistemine göre önemli üstünlükler sağlayan
kolon flotasyonunun en önemli avantajları şunlardır;
• Klasik flotasyon hücrelerindeki mekanik karıştırmanın neden olduğu
ve ince taneli cevherlerin selektif olarak zenginleştirilmesinde
dezavantaj oluşturan türbülanslı akışın ihmal edilebilir ölçüde az
olması
• Enerji tüketiminin daha az olması
• Dikey kullanım nedeniyle daha küçük yerleşim alanına gereksinim
duyması
• Otomatik kontrol olanağının bulunması
• Yüksek verimli ve kaliteli konsantre üretimine uygun olması
Kaliteli konsantre üretimine yönelik olarak özellikle temizleme devrelerinde
geniş bir kullanım alanı buluan kolon flotasyonu, yüksek seçimlilik
özelliliği nedeni ile daha önce kullanılan (klasik flotasyon) temizleme
devrelerinin sayılarının azalmasına yol açmıştır.

65. Cominco (Cesl) Kolon
Mekanik ve Kolon Tip Flotasyon
Sistemlerinin Karşılaştırılması

66. Mekanik ve Kolon Tip Flotasyon
Sistemlerinin Reaktif
Tüketimlerinin Karşılaştırılması
Cominco ve Kauçuk Tip
Sparger Sistemlerinin
Karşılaştırılması

67. Cominco Kolon Ekipmanları

69. Turbo Kolon (Multotec)
Turbo kolon, Jameson hücresi ve flotasyon kolonunun özelliklerini
taşımaktadır. Pülp ve bir miktar hava Jameson hücresinde olduğu gibi
aynı yönde (co-current) kolonun üstten içine doğru inen bir boru içinde
karıştırarak verilmektedir.
Kolon tabanında ise konvansiyonel kolonlarda olduğu gibi kabarcık
üreteci bulunmaktadır. Böylece tanelerin kabarcıkla çarpışma olasılığının
yükselmekte ve daha kısa kolonların kullanılması yeterli olmaktadır. Türbo
kolonun kömür, krom ve sülfürlü cevherlerin zenginleştirilmesinde başarı
ile kullanılmaktadır.
1990’lı yıllarda Multotec Process Equipment(Pty) G. Afrika, şirketi
tarafından “Turbo Kolon” olarak geliştirilmiştir. Bu tasarımda, diğer kolon
flotasyonu sitemlerinin güçlü yanlarının geliştiren ve zayıf yanları ortadan
kaldırmak amaçlanmıştır.

70. Türbo KolonŞematik Gösterimi

71. Microcell
Klasik kolon flotasyonuna göre Microcell kolon flotasyonu
arasında önemli bir fark bulunmaktadır.
Klasik kolon flotasyonunda sparger vasıtasıyla kabarcık
üretimi yapılmakta, Microcell sisteminde ise dışarıda özel bir
karıştırıcı ile hava sıkıştırılmakta ve daha sonra kolona
verilmektedir.
Microcell kolon flotasyonu sisteminde daha küçük çaplı
kabarcık elde edilmektedir. Havanın karıştırıcı vasıtasıyla
sıkıştırılması sırasında artık çıkışından alınan su
kullanılmaktadır. Bu su, karıştırıcıda sıkıştırılarak enerji ile
yüklenmekte ve daha sonra kolona verilerek küçük çaplı
kabarcıkların oluşması sağlanmaktadır.

72. Microcell İle Klasik Kolon Flotasyonunun
Karşılaştırılması
Güçlü Tarafları Zayıf Tarafları
Klasik kolonla Microcell’in
konstrüksiyonu benzerdir.
Klasik kolona göre daha zayıftır
Artığın bir kısmı devredildiğinden
daha yüksek verimler elde edilir
Pülpün yeniden devredilmesi için ek
bir pompaya gerek vardır

73. Microcell Sisteminin Şematik Görünüşü

74. Bölümlendirilmiş Kolonlar(Packed Column)
Bu kolon sisteminde kolon içine çok yakın aralıklarla(1-2 cm) paralel
plakalar yerleştirilmektedir. Bu plakların yerleştirilmesinin amacı, akış
rejiminin düzenlenmesi içindir. Bu uygulama ile, kolon ayırma verimini
olumsuz etkileyen, karışma olayı ortadan kaldırılmaktadır. Ayrıca plakalar
üzerinde bulunan küçük delikler, kabarcıkların daha küçük çaplı ve
homojen bir şekilde kolon içinde dağılmalarını sağlamaktadır.
Bu kolonların en büyük dezavantajı kapasitelerinin düşük olmasıdır. Ayrıca
yapımları da son derece zor ve pahalıdır.
Avantajları şu şekilde sıralanabilir;
a)Maksimum tanecik-kabarcık kontağı sağlaması
b)Sınırlandırılmamaış köpük derinliği
c)Daha yüksek içerik ve verim
d)Verimli köpük yıkama
e)Hiçbir hareketli parçası yok
f)Daha az zenginleştirme kademesine gereksinim duyması
g)Kontrolunun basit olması
h)Daha düşük operasyon ve bakım maliyeti
i)Kısa devre oluşumuna izin vermemesi
j)Doğrusal boyut büyütmeye olanak sağlaması

75. Bölümlendirilmiş Kolonların Şematik
Görünüşü

76. Flotaire Kolonu
Endüstriyel olarak kullanılan en eski kolonlardandır. Bu kolonda farklı
seviyelerden ve farklı iki sistemle hava verilmektedir. Klasik kolonlarda olduğu
gibi derin bir köpük tabakası oluşmamaktadır. Özellikle ABD Florida’da fosfat
cevherlerinin zenginleştirilmesinde başarı ile kullanılmaktadır

77. Flotaire Kolonu

78. Deister Kolonu
Deister kolonunda hava
ve su kolonun dışındaki
ayrı bir ünitede
karıştırılmakta daha sonra
poröz bir malzemeden
geçirilerek kolona
verilmektedir.
Kabarcıya yapışamayan
tanelerin yakalanması için
hava su karışım
sisteminden bir adet daha
kolonun altına
yerleştirilmiştir

79. Hyrochem Kolonu
Hydrochem
kolonununmerkez ekseni
boyunca uzanan şafta
bağlı plakalardan
oluşmaktadır.
Bu plakaların kendi ekseni
etrafında dönmesiyle
pülpün kolon içerisinde
daha iyi dağılması
sağlanmakta ve tanecik-
kabarcık karşılaşma ve
yapışma olasılığı
artırılmaktadır.
Bu kolonun yaygın bir
kullanım alanı
bulunmamaktadır

80. Siklo-Mikrokabarcık
Kolonu
Bu sistem bir kolon ve kolonun
altına yerleştirilmiş bir siklondan
oluşmaktadır. Pülp köpürtücü
ve hava ile karıştırılarak siklona
teğetsel olarak beslenmektedir.
Ortam akış koşullarını
düzenlemek için kolon içine
elekler yerleştirilmiştir.
Sistemde çok boyutlu kabarcık
üretilebilmektedir. Bu özelliği
nedeniylede özellikle şlam
boyutlu malzemelerin
flotasyonunda etkili olmaktadır.
Kömür zenginleştirilmesi
amacıyla özellikle Çin’de
kullanılmaktadır.

81. Temas Kolonu
Roger Amelunxsen tarafında
1992 yılında geliştirilen bu
sistemde, yüksek taşıma
kapasitesine ulaşmak için
tanecik kabarcık kontağı ,özel
bir kontaktör sistemi
kullanılarak
gerçekleştirilmektedir.
Kontaktör içinde hava ve pülp
karıştırılmakta ve tanecik
kabarcık kontağı
sağlanmaktadır. Daha sonra
pülp kolona gönderilmektedir.

82. VersafloTM Hücresi
Yağ, petrol ve gres gibbbi kolloidal
katıların ve kirletici süspansiyon
katıların sudan arındırılmasında
kullanılmak üzere geliştirilmiş bir
flotasyon hücresidir.
Sisteme kirli Su yukarıdan
beslenmekte temiz su ise kolonun
altında alınmaktadır. Kabarcık üretimi
özel bir kabarcık üreteci ile
yapılmaktadır.
Hava ve su karışımı yüksek basınçla
bu üretecten geçirilerek kolona
püskürtülmektedir.
Bu hücreler Boy 3-7 m, çap 2-5 m
arasındadır.

83. Monarch IGF Hücresi
Bu hücrede su arıtımında
kullanılmaktadır. Değişik bir
kabarcık üretecine sahiptir Hücre
küçük odacıklara bölünmüştür. Her
odacığa ayrı bir üretecten hava
verilmektedir.

84. SelectaFlotTM Hücresi
Özellikle kağıt
sektöründe
liflerin
kazanılmasında
ve kağıttan
mürekkebin
ayrılmasında
kullanılmaktadır.
Kabarcık üretimi
çoklu enjektör
sistemi ile
sağlanmaktadır.

85. VOSCell Flotasyon Hücresi
CPT (Canadian Process
Technologies) tarafında
geliştirilmiştir. Suların
arıtılması için
kullanılmaktadır.
Diğer kolonlarda olduğu gibi
kompresörden verilen
havanın gözenekli
borulardan çıkışıyla
sağlanmaktadır.
Yağlan hücrenin üstünden
temiz su hücrenin altından
alınmaktadır.

86. High Grade (Hg) Flotasyon Hücresi
High Grade (HG) flotasyon hücresi Outokumpu firması tarafından
geliştirilmiş, özellikle temizleme devrelerinde selektif konsantre
üretmeye yönelik yeni bir flotasyon hücresidir.
Sistemin temel özelliği klasik flotasyon hücresinde oluşan belli
kalınlıktaki köpük zonunun, hücre yüzeyinde yer alan plakalarla
daraltılarak, köpük kalınlığının arttırılması ve bu kalın köpük
zonunun belli geometrik forma sahip spreyler ile yıkama esasına
dayanmaktadır.
Geleneksel hücrelere göre biraz daha derin olan HG hücrelerde
köpük zonunun sıkıştırılması ile hem kalınlık arttırılmakta hemde
köpük stabil halde tutulmaktadır. 50 cm civarında kalınlığa sahip
olan köpük zonu, spreyler vasıtasıyla homojen olarak yıkanmakta
ve bu şekilde konsantre tenörü yükseltilmektedir.
HG hücreleri özellikle bakır, çinko temizleme devrelerinde, altın
içeren arsenopirit cevherlerinin zenginleştirilmesinde
kullanılmaktadır.

87. High Grade (Hg) Flotasyon Hücresi

90. Kolon Flotasyon Devreleri
Temel Kolon Flotasyonu Devreleri
a) Temizleme devresi, b) Süpürme devresi Cominco Polaris İşletmesi Farklı Biçimde Oluşturulmuş 3
Adet Pb Devresi(Kosick ve ark. 1988) Geniş Kolon:
0,76(Kare)x9,1m; Küçük Kolon: 0,61 m çap x 9,8 m

91. Sülfürlü Minerallere Bağlı Altınını
Kazanıldığı Harbour Lights İşletmesi
Flotasyon Devreleri .
Kaba Devre Kolon Çapı: 2,5 m ve 6
Bölmeli(Baffled),
Temizleme Kolon Çapı: 1,2 m ve 2
Bölmeli(Baffled)

92. Mt Isa Pb/Zn İşletmesi Araürünlerin
Değerlendirilmesine Yönelik Flotasyon
Devreleri
(a: Orijinal Devre, b: Değiştirilmiş Devre)

93. Falconbridge Strathcona
Konsantratörü Cu Temizleme
Devresi
a: Orijinal Devre,
b: Değiştirilmiş Devre)

94. FLOTASYON TESİSLERİNİN
TASARIMI
PNÖMATİK FLOTASYON
EKOFLOT
JET FLOTASYON

95. PNÖMATİK FLOTASYON
EKOFLOT
JET FLOTASYON

96. Pnömatik Flotasyon Hücreleri
Mekanik karıştırmalı klasik flotasyon hücreleri bataryalar halinde
çalışmaktadır. Batarya yerine bir tek büyük hücrenin kullanılması
zenginleştirme verimini düşürmektedir. Bunun en önemli nedeni,
bu tip hücrelerdeki flotasyon zamanının (retention time)
yetersizliğidir.
Bu problemi ortadan kaldırmak amacıyla, flotasyon süresi düşük
yeni bir teknik olarak KHD Humbolt Wedag A.G tarafından
Pnömatik Flotasyon hücresi geliştirilmiştir. Bu sistemde pülp ve
reaktif enjektörlü mikserde karıştırıldıktan sonra üst kısımdan
hücreye verilmekte, aynı zamanda bir kompresör yardımıyla
üretilen hava özel tip 10 µm açıklıklı aeratörden geçirildikten
sonra hücre kenarından sisteme verilmektedir.
Hem karıştırma, hem de çok küçük boyutlu bol kabarcık
oluşturan bu aerasyonla, flotasyon süresi minimuma indirilerek,
küçük hacimlerde etkin bir flotasyon yapılabilmektedir.

97. Pnömatik Flotasyon Hücresi(EKOFLOT)
EKOFLOT Ünitesi Donanım
Diyagramı
a)Pompa sumpı
b) Konsantre
c)Artık Çıkışı
d)Karıştırmalı pompa sumpı
e)Reaktif besleyici
f)Enjektörlü statik mikser
Kompresör

98. 1. Pülp beslemepompa
bağlantısı
2. Pülp dağıtıcı-1.5-2 bar
basınçlı
3. Koruma borusu 8-10 mm
4. Valf
5. Aeratör
6. Nozzle boru
7. Ayarlanabilir kanal
8. Köpük deşarjı
9. 11 No ile bağlantılı kanal
10. Ana artık deşarjı
11. 10 No ile bağlantılı kanal
12. Montaj kanadı
13. Hava sağlayan aeratör
13.1. Bağlantı tüpü
13.2. Flowmetre
13.3. Debi azaltıcı valf
13.4. Aeratör bağlantısı

99. Mini Ünite
Kanal Çapı:0.8-1.2 m
2 Aeratör DN100
Kapasite: 4-15 m3/saat
Küçük Ünite
Kanal Çapı:1.2-2 m
2 Aeratör DN100-125
Kapasite: 15-100 m3/saat
Orta Büyüklük Ünite
Kanal Çapı:2-3 m
3-4 Aeratör DN125
Kapasite: 100-200 m3/saat
Büyük Ünite
Kanal Çapı:4-6 m
6-9 Aeratör DN150
Kapasite: 500-1200 m3/saat

100. Ruhr Bölgesi Eski Kömür
Artıklarının Zenginleştirilmesi
İçin Geliştirilmiş Bir Pnömatik
Flotasyon Hücresi
Kanal Çapı: 5.2 m,6 adet
aeratör,
Birim Kapasitesi,800 m3/satt
pülp,60 ton/saat katı

101. Değişik Tip Pnömatik Flotasyon Hücreleri

102. Jet Flotasyon Hücreleri
1989 yılında Prof. Greame Jameson tarafından patenti alınan Jameson Flotasyon
Hücresi, prensip olarak Jet Flotasyon sistemine benzemektedir. Günümüzde
başta kömür hazırlama tesisleri olmak üzere kurşun, çinko, bakır, nikel ve altın
cevherlerinin zenginleştirilmesinde başarı ile kullanılmaktadır.
Jameson flotasyon hücresinde tıpkı jet flotasyonunda olduğu gibi hava ve pülp
düşey bir silindirik boru içerisinde karıştırılarak flotasyon hücresine verilmektedir.
Bu şekilde hidrofobik tanelerin kabarcıklara yapışması için daha elverişli bir
ortam yaratılmaktadır. Kabarcıklara yapışamayan hidrofillik taneler(artık)
hücrenin dibine doğru düşer. Kabarcıkların arasından yukarıya doğru taşınan ve
konsantreye karışması istenmeyen gang malzemeleri ise hücrenin hemen
üzerinden verilen yıkama suyu ile dibe doğru hareketlendirilmektedir.
Jameson hücresinde oluşan köpük fazı derinliği diğer konvansiyonel flotasyon
hücrelerinde olduğu gibi, kontrol altında tutulmalıdır. Köpük fazı derinliği 200
mm.den az olması durumunda, yüksek verim, düşük tenör; 1000mm.den daha
fazla olursa düşük verim, yüksek tenör elde edilmektedir. Jameson flotasyon
hücresinde optimum kabarcık çapının 300 ile 600 mikron arasında olması
gerekmektedir. Besleme borusundaki hacimsel değişim oranı(holdup) %50-60
arasında değişmektedir.

103. Güçlü Tarafları Zayıf Tarafları
Klasik kolonlara göre daha düşük ilk yatırım
masrafı
Birim kolon alanı başına verimi düşüktür
Düşük işletme ve bakım masrafı Sabit hacim besleme oranı gereklidir.
Konsantre tenörünü yükseltmek için yıkama
suyu kullanımı
Yüksek basınçlı besleme pompası gerektirir
4 ile 5 m yüksekliğe sahiptir İç boru ile yeterli hava girişi olmadığı için ek
hava verilmesi gerekli olur
Daha düşük kesit alanına sahiptir. Yüksek reaktif (köpürtücü) sarfiyatı
İri taneli cevherlerin flotasyonu için
uygundur.
Daha kısa temas süresine sahiptir.
JET FLOTASYON HÜCRELERİ

104. JET FLOTASYON HÜCRELERİ

105. Jameson Flotasyon Sistemi Uygulaması Jameson Flotasyon ve Konvansiyonel
Flotasyon Sisteminin Karşılaştırılması

106. Mount Isa Qeensland Pb-Zn İşletmesi Jameson Cell Tesisi

107. Mount Isa Qeensland” Hilton Mine” Pb-Zn İşletmesi Akım Şeması

108. KOLON FLOTASYON
TESİS ÖRNEKLERİ

109. Eti bakır Küre İşletmesi’nde Yapılan Kolon Flotasyon
Uygulaması
Ortalama % 1,7 Cu içerikli bakır cevherlerinin
zenginleştirildiği Küre Bakır İşletmesinde, %16 içerikli bakır
konsantresinin üretildiği mekanik zenginleştirme devresine
alternatif olarak, özellikle temizleme devrelerinde kolon
flotasyonunun kullanılmasına yönelik çeşitli çalışmalar
yapılmıştır
Çalışmalarda 6 m yüksekliğinde ve 10 cm çapında, seviye
kontrol sensörlü kolon kullanılmıştır.
Yerinde yapılan kolon flotasyonu deneyleri sonrasında, % 15
civarında Cu içeren tesis 2. Temizleme konsantresinin kolon
flotasyonu ile temizlenmesi durumunda, konsantre Cu içeriği
% 26 düzeyine çıkarılması sağlanmıştır.

111. Eti bakır Murgul İşletmesi’nde Yapılan Kolon
Flotasyon Uygulaması
Günlük 9.000 ton cevher kapasitessi ile Türkiye’nin en büyük bakır
konsantratörü olan Murgul Konsantratörü’nde yılda yaklaşık 170 bin ton
% 22-23 Cu içerikli konsantre üretilmektedir.
% 22-23 Cu içerikli konsantre içeriğini daha da yükseltmek amacıyla,
Laboratuarda ve yerinde pilot ölçekli kolon flotasyon deneyleri
yapılmıştır.
Laboratuarda yapılan deneylerde 6 m yüksekliğinde, 10 cm çapında
Cominco marka pilot ölçekli kolon hücresi kullanılmıştır. Kauçuk sparger
sistemli bu ünitede besleme kolonun en üsttünden 170 cm aşağısından
yapılmıştır.
Yerinde yapılan deneylerde ise 15 cm çapında ve 5 metre yüksekliğinde
Multotec marka Türbo Kolon kullanılmıştır

112. Ürünler Miktar
%
İçerik
%Cu
Verim
%Cu
Konsantre 54,3 27,49 73,5
Artık 45,7 15,95 26,5
Giren 100,0 20,30 100,0
Ürünler Miktar
%
İçerik
%Cu
Verim
%Cu
Konsantre 41,1 28,61 51,1
Artık 58,9 19,14 48,9
Giren 100,0 20,30 100,0
Nihai Konsantre İle Laboratuarda Yapılan Kolon Flotasyon Deney Sonuçları
Nihai Konsantre İle Yerinde Yapılan Türbo Kolon Flotasyon Deney Sonuçları

115. Şırnak Bölgesi Asfaltitlerinin Kolon Flotasyonu İle
Zenginleştirilmesi
Şırnak bölgesi asfaltitlerinde alınan numuneler üzerinde yapılan kimyasal
analizler sonucunda kül içerğinin % 43.69, uçucu madde içeriğinin %
35.90, sabit karbon içeriğinin % 19.67, toplam kükürt içeriğinin % 4.64 ve
üst ısıl değerinin 4858 Kcal/kg olduğu saptanmıştır. Araştırma
kapsamında, % 43 kül içeren asfaltitten düşük küllü bir konsantre üretimi
ve bu konsantrenin çevreyi kirletmeyecek biçimde biriketlenerek, bölgesel
yakıt gereksiniminin karşılanması amaçlanmıştır.
Asfaltit Kolon Flotasyonu Deney Sonuçları
Ürünler
Miktar
(%)
Kül
(%)
Dağılım
Kül. (%)
İçerik
S (%)
Dağılım
S (%)
Konsantre 19.2 19.66 8.60 6.33 26.50
Araürün 1 10.2 28.94 6.73 5.70 12.60
Araürün 2 52.4 45.04 53.50 5.27 60.00
Nihai Artık 18.2 75.11 31.17 0.23 0.90
Beslenen 100.0 44.00 100.0 4.60 100.0

116. Avgamasya damarının genel görünümü

117. Karagedik Kromit Flotasyon Pilot Tesisi
Eti Elektrometalurji A.Ş.’e ait Üçköprü Krom İşletmeleri,
Karagedik Krom Konsantratörü 1935 yılından beri çalışmaktadır.
Çalıştığı süre boyunca konsantratörden atılan1.2 milyon ton
civarındaki ve % 12-13 Cr2O3 içeren artıklar 3 stok halinde
biriktirilmiştir.
Her üç stoktan alınan temsili numuneler üzerinde yapılan
çalışmalar sonucunda toplam kromitin % 82.3’ünün 0.1 mm altı
boyutta yoğunlaştığı ve bu boyut grubu Cr2O3 içerinin % 20
civarına yükseldiği tesbit edilmiştir (Çizelge 9.8). Konu ile ilgili ilk
çalışmalar 1990 yılında İ.T.Ü Maden Fakültesi Cevher ve Kömür
Hazırlama Anabilim Dalı’nda başlatılmıştır.
Bu çalışma kapsamında yüksek alan şiddetli yaş manyetik ayırma
+ kolon flotasyonunu içeren yeni bir proses oluşturulmuştur. Bu
proses kullanılarak laboratuvarda yapılan çalışmalarda %47.40
Cr2O3 içerekli kromit konsanresinin %66.6 verimle elde
edilebileceği ortaya konulmuştur.

118. Karagedik Kromit Flotasyon Pilot Tesisi Akım Şeması